人教版高考物理一轮复习第10章第1讲光的折射全反射PPT课件

这是一份人教版高考物理一轮复习第10章第1讲光的折射全反射PPT课件，共37页。PPT课件主要包含了课标要求，备考指导，内容索引，知识巩固，答案2，各种色光的比较等内容，欢迎下载使用。

1.通过实验,理解光的折射定律。会测量材料的折射率。2.知道光的全反射现象及其产生的条件。初步了解光纤的工作原理、光纤技术在生产生活中的应用。3.观察光的干涉、衍射和偏振现象,了解这些现象产生的条件,知道在生产生活中的应用。知道光是横波,会用双缝干涉实验测量光的波长。4.通过实验,了解激光的特性。能举例说明激光技术在生产生活中的应用。
1.注重基本概念和基本规律的理解,如光的折射、折射率、全反射、临界角、光的干涉、衍射、偏振现象等,能从物理学视角解决自然现象和实际问题。2.应用光路图和全反射知识,考查生产生活中的光学问题,并能够进行相关计算。3.复习物理光学时,正确理解现象产生的原因和条件,并能熟练地运用其解决有关问题。4.注重折射率测量实验和光的波长测量实验的原理和过程,体现物理学的科学探究能力。
第一环节　必备知识落实
第二环节　关键能力形成
3.折射率(1)定义:光从真空射入某种介质发生折射时,入射角的正弦与折射角的正弦之比,叫作这种介质的绝对折射率,简称折射率。
追本溯源通过阅读教材,归纳折射率的表达式。
1.光密介质与光疏介质
追本溯源两种介质对比,是不是密度大的介质就是光密介质?提示 光密介质是指折射率较大的介质,介质的折射率大小与密度没有关系,密度大的介质折射率不一定大,不一定是光密介质。
1.色散现象白光经过三棱镜后,透射光线在屏上形成按红、橙、黄、绿、青、蓝、紫的顺序排列的彩色光谱。2.三棱镜(1)含义:截面是三角形的玻璃仪器,可以使光发生色散,如图所示。白光的色散表明各色光在同一介质中的折射率不同。(2)三棱镜对光线的作用:改变光的传播方向,使复色光发生色散。
2.下列关于光的现象,说法正确的是(　　)A.雨后看到的彩虹属于全反射现象B.汽车的尾灯利用的是光的色散C.露珠上的彩色条纹属于光的色散现象D.树阴中看到的亮斑是光的折射
解析:雨后在空气中有若干的小水滴,太阳光经过小水滴后能色散成七种色光,由此而产生彩虹现象,故A错误。汽车尾灯为红色,是因为红光比其他可见光波长长,易发生衍射,故B错误。露珠上的彩色条纹是阳光经过小水滴后能色散成七种色光即属于色散现象,故C正确。光下茂密树阴中地面上的圆形亮斑是小孔成像,故D错误。
3.光导纤维由“内芯”和“包层”两个同心圆柱体组成,其中心部分是内芯,内芯以外的部分为包层,光从一端进入,从另一端射出。下列说法正确的是(　　)A.内芯的折射率大于包层的折射率B.内芯的折射率小于包层的折射率C.不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间相同D.紫光以如图所示角度入射时,恰能在内芯和包层分界面上发生全反射,则改用红光以同样角度入射时,也能在内芯和包层分界面上发生全反射
解析:因光导纤维是依据全反射原理工作的,可知内芯的折射率大于包层的折射率,选项A正确,B错误。不同频率的可见光从同一根光导纤维的一端传输到另一端所用的时间不相同,选项C错误。紫光以如题图所示角度入射时,恰能在内芯和包层分界面上发生全反射,则改用红光以同样角度入射时,由于红光的临界角大于紫光的临界角,所以红光不能在内芯和包层分界面上发生全反射,选项D错误。
2.平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制
3.光路的可逆性在光的折射现象中,光路是可逆的。如果让光线逆着原来的折射光线射到界面上,光线就会逆着原来的入射光线发生折射。
【典例1】 如图所示,某同学在一张水平放置的白纸上画了一个小标记“·”(图中O点),然后用横截面为等边三角形ABC的三棱镜压在这个标记上,小标记位于AC边上。D位于AB边上,过D点作AC边的垂线交AC于F。该同学在D点正上方,向下顺着直线DF的方向观察,恰好可以看到小标记的像;过O点作AB边的垂线交直线DF于E;lDE=2 cm,lEF=1 cm。求三棱镜的折射率。(不考虑光线在三棱镜中的反射)
思维点拨作出小标记“·”反射的光经过D点的光路图,根据题目中的已知量,利用几何知识求出入射角和折射角,应用折射定律可求出三棱镜的折射率。
解析:过D点作AB边的法线NN',连接OD,则∠ODN=α为O点发出的光线在D点的入射角;设该光线在D点的折射角为β,如图所示。根据折射定律有nsin α=sin β①式中n为三棱镜的折射率由几何关系可知β=60°②∠EOF=30°在△OEF中有lEF=lOEsin∠EOF得lOE=2 cm根据题给条件可知,△OED为等腰三角形,有α=30°③
规律总结应用光的折射定律解题的一般思路1.根据入射角、折射角及反射角之间的关系,作出比较完整的光路图。2.充分利用光路图中的几何关系,确定各角之间的联系,根据折射定律求解相关的物理量:折射角、折射率等。3.充分利用折射现象中的光路可逆性。
整合构建1.求解光的折射、全反射问题的四点提醒(1)光密介质和光疏介质是相对而言的。同一种介质,相对于其他不同的介质,可能是光密介质,也可能是光疏介质。(2)如果光线从光疏介质进入光密介质,则无论入射角多大,都不会发生全反射现象。(3)在光的反射和全反射现象中,均遵循光的反射定律,光路均是可逆的。(4)当光射到两种介质的界面上时,往往同时发生光的折射和反射现象,但在全反射现象中,只发生反射,不发生折射。
3.全反射棱镜(等腰直角棱镜),如图所示 (1)当光线从一直角边垂直射入时,在斜边发生全反射,从另一直角边垂直射出(如图甲)。(2)当光线垂直于斜边射入时,在两直角边发生全反射后又垂直于斜边射出(如图乙),入射光线和出射光线互相平行。
思维点拨(1)找出折射光线恰好过C点的入射光线的入射点D。(2)分析从DB范围内入射的光线经三棱镜折射后的光线的出射情况,确定AC边的出射区域。(3)分析从AD范围内入射的光线经三棱镜折射后的光线的出射情况,确定BC边的出射区域。
解析:如图所示,设从D点入射的光线经折射后恰好射向C点,光在AB边上的入射角为θ1,折射角为θ2,由折射定律有 sin θ1=nsin θ2设从DB范围入射的光折射后在BC边上的入射角为θ',由几何关系得θ'=30°+θ2代入题给数据得θ2=30°nsin θ'>1所以,从DB范围入射的光折射后在BC边上发生全反射,反射光线垂直射到AC边,AC边上全部有光射出。
方法归纳解答全反射类问题的技巧1.根据题意画出光的折射或恰好发生全反射的光路图。2.作图时找出具有代表性的光线,如符合边界条件的临界光线等。3.利用平面几何知识分析线、角关系,找出入射角、折射角或临界角。注意入射角、折射角均以法线为标准。4.以刚好发生全反射的光线为比较对象,来判断光线是否发生全反射,从而画出其他光线的光路图。
训练突破2.(2020·浙江舟山中学模拟)如图所示,平面上有一个厚度不计的发光圆环,半径为r,圆心为O。现用一个半径为R的透明半球盖住圆环(球心与圆环圆心重合),若圆环发出的光能全部射出半球,则半球的折射率可能为(　　)
解析:设恰好发生全反射,如图所示。
整合构建1.光的色散及成因(1)含有多种颜色的光被分解为单色光的现象称为光的色散。(2)含有多种颜色的光从一种介质进入另一种介质,由于介质对不同色光的折射率不同,各种色光的偏折程度不同,所以产生光的色散。